后河溝煙草水源工程壩基開挖施工技術

余恩凱

（綏陽縣水利工程運行服務中心，貴州 綏陽 563300）

1 工程概況

后河溝煙草水源工程位于綏陽縣枧壩鎮中塘村境內，此水庫工程的任務是農田灌溉兼農村人畜飲水，灌溉耕地面積712.67 hm2，解決煙區5 038人的農村生活飲水問題。

大壩為一級配C15砌石重力拱壩，最大壩高為32.50 m，壩頂高程1 362 m，水庫總庫容152萬m3。水庫正常蓄水位1 360 m，相應庫容133 萬m3。死水位1 350 m，死庫容28.80 萬m3，興利庫容104.20萬m3。

2 水文與地形地貌

工程所在區域屬中亞熱帶季風濕潤氣候，冬季多為陰雨天氣，但雨量較少。夏季降雨多發生在5—10月，尤以6—8月最為集中。地處黔北高原帶，海拔多在1 200～1 500 m之間，測區最高峰為庫區右側的馬鬃嶺大山，高程為1 603.40 m，區內地勢起伏，相對高差50～270 m。以巖溶地貌為主，其組合形態為峰叢溝谷、溶丘谷地、溶丘洼地等幾種類型。

3 壩基開挖工程施工技術

3.1 工程量

此工程壩基壩肩土石方開挖主要包括大壩、放水兼放空孔、泄洪工程開挖，由于溢洪道為壩頂開敞式溢洪道，其基礎實為壩基礎。主要工程量見表1。

表1 壩基壩肩土石方主要工程量表 單位：m3

大壩高程1 362 m 以下基礎開挖作為重要隱蔽單元工程，監理機構按有關文件規定，采取了業主、質監、設計、地質、監理、施工單位聯合驗收方式，對大壩基礎開挖進行檢查驗收。從大壩基礎開挖情況看，壩基巖體層面清晰，產出穩定，總體緩傾上游，偏右岸，但層面節理及裂隙較發育，出現了部分地質超挖；大壩兩壩肩坡面防護均按設計及規范要求施工，中間產品經抽樣檢測合格。大壩基礎開挖輪廓尺寸、標高滿足建筑物布置要求，地基承載力滿足設計要求，大壩基礎開挖質量滿足設計要求。

大壩基礎開挖及處理工程已全部完成并通過聯合檢查驗收，單元工程質量評定10個，全部合格。

3.2 施工程序

3.2.1 壩基開挖

此工程左右壩肩地形均較緩，土方開挖采用挖掘機通過施工便道直接進行作業，土方開挖結束后采用梯段預裂爆破的方式進行石方開挖。

基坑采用潛孔鉆鉆孔、預裂爆破方式開挖石方。基坑開挖期間應做好基坑排水，并做好基坑上下游側覆蓋層邊坡的穩定觀測和預防工作，經常檢查上游圍堰的防滲及穩定。

對壩基開挖的棄渣，除用于施工場地及臨時公路填筑的石渣外，其余棄渣運至庫區規劃的棄渣場堆放。

3.2.2 基礎開挖

壩基及井筒基礎開挖后，基礎出露地層巖性上部為二疊系中下統棲霞（P2q）：灰色深灰色中厚層至塊狀泥晶灰巖及生物碎屑石灰巖，含少量硅質巖團塊；梁山組（P1l）為灰、深灰色黏土（頁）巖、粉砂巖、硅質巖及煤；中下部為志留系中統韓家店組（S2h）：以灰綠色泥巖為主，總厚約150 m。壩基順河向裂隙較發育，膠結較好，對壩基的抗滑穩定及壩基承載力影響小。

左壩肩灰巖段發育兩組節理①N70°E/NW∠70°，可見長度3～6 m，張開寬度10～30 cm，充填褐色軟塑狀黏土，間距50～90 cm，發育密度1條/m；②N40°W/NE∠75°，可見長度2～5 m，張開寬度3～5 cm，充填褐色軟塑狀黏土，間距30～50 cm。節理中等發育，多張開，泥質充填，巖體完整性較差，為BⅣ類巖體，與設計壩基巖體類別差別較大，經工程處理后，基本滿足拱端基礎條件。

據上分析，壩基及井筒基礎開挖后巖體與初設階段建議的壩基持力層基本一致，為弱風化CⅣ類巖體，其物理力學參數與初設階段基本一致，滿足設計要求。

3.2.3 土石方工程施工機械

根據施工進度和施工場面安排，石方明挖爆破鉆孔選用QJZ100B支架式潛孔鉆、輔以手風鉆鉆主爆孔，KSZ-100Y預裂鉆鑿預裂孔。挖裝設備選用PC300，PC200型反鏟修坡，配5輛10～20 t自卸汽車。

3.3 施工布置

3.3.1 施工道路布置

壩基壩肩土石方開挖主要包括大壩、放空兼沖砂底孔、放水孔基礎開挖、泵站工程開挖，河床基坑開挖道路在基坑下游開挖坡面上迂回布置；左壩肩開挖利用左岸臨時公路和左岸施工便道，右壩肩開挖主要利用上壩公路和右岸施工便道。

3.3.2 供風布置

土石方開挖施工用風設備主要為手風鉆，以及PZ-5 型噴錨設備。由于開挖集中且工作量大，采用集中供風方式，左右岸分別設置供風站，以滿足施工生產的需要。

3.3.3 排水布置

土石方開挖前，按照“高水高排，低水低排”的原則，在開挖線外側結合工程永久排水系統布置邊坡截水溝和馬道排水溝，邊坡截水溝在大面開挖前完成。

施工區域的臨時施工道路內側排水設施，對開挖出露的不良地質地段產生的坡面滲水因地制宜地采取疏導措施。結合底板排水溝，將滲水排至集水坑，通過施工道路內側排水溝系統排走。

3.3.4 供電布置開挖施工用電主要為輔助系統、開挖現場照明，開挖施工用電就近從變壓器接線至施工現場。

3.4 壩基基礎處理施工與技術措施

3.4.1 壩基基礎處理施工壩基基礎處理主要包括固結灌漿和帷幕灌漿工程。

固結灌漿實際完成364個孔，完成有效進尺1 829.70 m，無效進尺1 487.70 m，總進尺3 317.40 m。根據各個孔灌漿所需的水泥量進行了統計，灌注水泥總量為619.14 t，平均單位注入量為338.38 kg/m。其中Ⅰ序孔單位耗灰為553.25 kg/m，Ⅱ序孔單位耗灰為111.21 kg/m，Ⅰ序、Ⅱ序孔單位注入量逐步遞減。固結灌漿采用復合硅酸鹽水泥，其標號P.C42.5R。

帷幕線總長468.413 m，實際共完成239個孔，孔距2 m，最大孔深43 m，完成有效進尺2 895.70 m，無效進尺2 557.20 m，總進尺5 452.90 m，灌注水泥總量為836.55 t，平均單位注入量為288.89 kg/m。其中Ⅰ序孔單位耗灰為795.89 kg/m，Ⅱ序孔單位耗灰為211.77 kg/m，Ⅲ序孔單位耗灰為77.50 kg/m。帷幕灌漿采用遵義海螺盤江水泥有限責任公司生產的復合硅酸鹽水泥，其標號P.C42.5R。

3.4.2 土石方明挖施工

土石方明挖施工，開挖前對地形進行復測，對開挖邊線外5 m 范圍內的植被采用人工進行清理。土方開挖前在邊坡外修建邊坡截水溝，清理植被的棄料按招標文件要求進行處理。

土方開挖采用PC220反鏟配合20 t自卸車分層進行開挖，土方分層高度為3 m。土方邊坡采用小型反鏟進行開挖，預留20～30 cm保護層采用人工進行清理。

石方明挖采取梯段爆破+邊坡預裂爆破的方法施工，預裂孔采用KSZ-100Y預裂鉆機鉆孔，主爆孔主要采用100B潛孔鉆機及YT28 手風鉆鉆孔，開挖分層高度3 m 左右；邊坡保護層、建基面和馬道保護層采用YT28手風鉆鉆孔爆破，開挖分層高度1.50 m左右。

爆破施工采用人工裝藥，炸藥選用乳化炸藥和銨梯炸藥，起爆采用非電毫秒微差起爆系統，預裂孔、光爆孔裝藥結構采用不耦合間隔裝藥結構。采用PC220 反鏟配合20 t 自卸車分層進行開挖。

4 結語

綜上所述，壩基開挖工程施工時一定要選擇最合適的、最佳的施工技術來處理壩基開挖的各個環節。在對后河溝煙草水源工程的壩基進行開挖的過程中，應當從邊坡開挖和壩基開挖兩方面入手進行施工質量控制。在開挖的過程中需要用到爆破施工，還要對其施工參數進行合理設計。在對壩基開挖施工過程中還要制定科學合理的施工方案，嚴格遵守相關施工規定進行開挖，還要注意施工安全，才能保證后河溝煙草水源工程壩基開挖順利完工。